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博世力士乐提供从元件到整厂解决方案
 

【作者: 陳念舜】2017年06月22日 星期四

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台湾博世力士乐工厂自动化协理陈俊隆在论坛上表示,博世集团(Bosch Group)是当前唯一提供工业4.0全方位解决方案的公司,可满足个别客户不同的需求,提供完整一站式服务、既有设备旧翻新的解决方案,及互联的售後服务等,协助台湾客户提升竞争力。「强调在工业4.0进程里扮演双重战略角色,既是卓越供应商,也是领先的实践者。」



图一
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该集团旗下的力士乐公司(Rexroth)则负责驱动、控制部门,服务对象不限於母集团,还有其他机械业。目前不仅本身的IoT云端可分别因应中小型或大企业不同的需求,还提供多面向、具连贯性的工业4.0解决方案,涵括:


1. 从底层感测器到最上层云端;


2. 从单一技术到跨领域解决方案;


3. 从全新工厂设置或旧工厂改造;


4. 从单一机台到连网的整条产线;


5. 从简单元件到整厂输出解决方案Turnkey。


提供连贯性解决方案 归功於自有软硬体


首先,若从博世力士乐公司驱动控制为本业出发的角度来看,最底层元件CNC工具机的控制器,就是智能驱动器,具有分散式智慧功能。既可向上开放与外界连结,向下开放到最底层的核心程式码,允许客户自行编辑;再透过「开放式核心工程(Open core Engineering)」,让工厂设备通过OPC-UA标准介面,连结办公室IT系统,包括:Industrial Security工厂安全、Web based HMI基於网页的人机介面,以及各式智慧元件Smart Devices等;直到Data Analytics资料分析系统、能源管理Energy Management、MES Connectivity生产管理系统,与最上层的Bosch云端,贯通整个流程。但陈俊隆也指出:「Bosch并非都提供每个客户如此庞大的解决方案,而能让不同规模客户从任何一段切入,或保留旧有系统连结,此可归功於自行发展的软硬体。」


包括自行开发的物联网通用接囗(WebConnector),系用来翻译工业网路、自动化通讯之间的不同语法,弹性符合客户不同需求。藉此快速且易於编程的独立平台,分别透过OPC-UA国际标准介面,与各家CNC数控系统对话;以及经过HTML.5,与手机、平板等智慧元件对话。「得以利用Web网页读取所有定位资讯,不必学习新语法,只须单一系统往下层结合各家控制器的开发环境。」陈俊隆说明。


且因具备工业4.0多重连结特性(Multiple multi-protocol connections),相容於工业4.0多项协议MQTT、Broker等,甚至可串联到Bosch、甲骨文、IBM等IoT云端应用。加上高度弹性的软体解决方案(Flexible software solution),可在商用/家用PC或CNC控制器运作。好处是通用软体介面,可让机台与网路世界无缝接轨,使用标准PC或工业控制器,再通过国际标准介面OPC-UA与各大品牌控制器对话连结。并适用於控制系统和上层IT网路间应用对话,让用户可轻松制定网页版的HMI应用,如同结合固定设备与行动终端设备一样简单,以轻松整合自动化与商业环境,实现远端监控。


及其数据解析伺服器(Data Analytics Server),同样透过OPC-UA采样所有CNC/PLC控制器,或任何伺服马达、感测器的即时资讯,用来制造、分析或机台状态可视化,并规划个人化网页介面;将解析过後数据,经OPC-UA上传至PPM、SAP MES,连结单一机台到整线输出。优点在於搜集、解析资料後,得以降低机台无预期停机风险;经事前规划并监控机台状态,增加机台可用性和生产效率;进而藉此数据,预诊保养机台,以降低营运费用,提高机台运作效率;透过制程最隹化,改善机台生产品质。


其次为「单机到跨领域技术」,如该公司标准CNC数控系统(IndraControl XM)系属工业3.0开放系统,亦可连结网路伺服器、控制器或各种云端;并透过国际软体商的通讯协定Java、LabView等,与IoT生态系无缝连结。以及工具机核心元件,如伺服马达、驱动器,博世力士乐还颠覆以往作法,直接将智能驱动器(IndraDrive Mi)架构於马达上,让伺服马达同时具备PLC、运动控制、Multi Ethernet直接互联,不必再经上层CNC控制器;且该驱动器采串列式省配线设计,不必置入电控箱而节省90%体积。陈俊隆说:「因此,让驱动器本身就是感测器,能搜集机台所有振动、温度,与传动轴使用过一段时间後的电流变化,以进行预诊保养;监测机台负载状态何时变化,好让维修人员及早准备。」


另针对从新/旧工厂之应用,陈俊隆表示,只要新工具机采用IndraMotion MTX CNC控制器,就能往下串接所有伺服驱动器、马达、液/气压等元件一体控制;再往上透过TCP/IP、OPC-UA介面,串接机械与工厂层级。「让顾客可通过同一介面规划智慧元件,从平板规划、操作机台;再经过Bosch IoT套装解决方案,连接云端。」且由於博世力士乐的智慧CNC控制器属於开放式系统,并使用多点触控,能依客户需求规划画面;少了实体键盘而更容易清洁、坚固,相对省下硬体成本。


MTX控制器又具备3D模拟标准功能,称为「数位双胞胎(Digital Twin)」。可在机台生产过程中,透过远端手机即时监看加工状态;或在开始生产前,做为3D虚拟机台模拟器,进行预防碰撞规划。陈俊隆指出,其开放核心工程有别於传统封闭式系统,可允许第三方透过OPC-UA直接进入底层核心码设计、规划自家机械所需资料库、程式码,打造完全与众不同的机台。进而通过IoT Gateway物联通道硬体来连结旧机台,使之在无任何联网功能时,仍容许所有感测器的类比、IO传来的温度讯号,经IO link或蓝芽直接串联网路、云端,让顾客不必投资更换现有设备或自动化系统。


至於「从单一机台到整条产线连网」,陈俊隆表示,MTX用於单机控制器时,最多可控制250个伺服轴、30个通道,如在今年TIMTOS、EMO友嘉集团陆续展出的Pfiffner多功机台,共使用140轴以上液压/电控伺服轴,却只需一具MTX控制器就满足所有工业4.0智慧机械需求。最後是发表自制感测元件Xdk,提供工厂使用者「从简单元件到整厂输出Turnkey」的完整解决方案。


叁展TIMTOS 发表与顾客成功案例


台湾博世力士乐公司於今年TIMTSO展出工业4.0相关应用,除了前述物联网通用接囗外,还有整合测量系统IMS-A,内含感测器可读取数据,适用於小型设备的快速检测,在台湾主要应用於LED、半导体等产业。并与客户及经销夥伴携手合作,发表其利用博世力士乐多轴运动控制系统NYCe 4000,驱动机器人、雷射切割机完成精准动作的示范案例。


台湾博世力士乐总经理何钜??表示:「当台湾制造业由於市场竞争不断升高,环境变化愈趋复杂及快速,传统代工业面临许多挑战,制造商若想夺得市场先机,需藉由工业4.0提高生产效率,并实现少量多样的弹性生产模式,同时提升生产品质并减少库存。」博世力士乐则提供工业4.0的核心技术,在每个产品发展之初,即把工业4.0 的概念视为重要的一环,为客户提供以价值流谘询为核心的工业4.0一站式解?方案,让客户可在任何阶段与工业4.0接轨,迈入智慧制造之路。


陈俊隆指出,比起近两年来谈论工业4.0议题较为空泛,经过一年与台湾有意导入工业4.0的传统产业客户详谈,了解其痛点并分析价值流後,在今年TIMTOS发表案例更为具体。「强调与目前专为打造一条全新自动化产线不同,而是先了解客户目标为何?再分阶段打通厂内筋络节点、活血,待团队健全後再谈对外竞争。」


因应现今制造厂商须藉工业4.0提高生产效率,以实现少量多样的弹性生产模式,同时提升生产品质并减少库存。博世力士乐在每个产品发展之初,便为客户提供以价值流谘询为核心的工业4.0一站式解?方案,让客户可在任何阶段与工业4.0接轨。如现场展示来自惠特公司及销售夥伴的雷射切割机与机械人应用,便从基础元件合作开始,采取通用接头连结各式驱动器、马达,未来可??推出模组化设计平台。


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